[发明专利]一种自动快速三维支模装置及支模方法

权利要求书

1.一种自动快速三维支模装置，其特征在于，包括：

原模型(4)，设置在目标模型(1)内，且原模型(4)与目标模型(1)同构设置，所述原模型(4)包括多个不同形状的封闭环和多个固定杆(3)，多个固定杆(3)沿目标模型(1)的中心竖直连接，每个固定杆(3)通过支架连接一个封闭环，每两个相邻的封闭环连接；

多个伸缩结构(2)，均布设置在每个对应的封闭环上，其固定端和封闭环连接，每个伸缩结构(2)的伸缩端穿过封闭环朝向目标模型(1)；

还包括识别模块及控制模块，识别模块用于获取每个伸缩结构(2)的杆头的中心点与目标模型(1)轮廓之间在杆头轴向上的距离；控制模块用于控制每个伸缩结构(2)根据识别模块获取的距离控制对应的伸缩结构(2)进行伸缩；

所述识别模块为三维扫描模块，三维扫描模块用于对目标模型(1)的外形形状及多个伸缩结构(2)的杆头进行扫描，获取目标模型(1)外形轮廓的三维坐标数据及多个伸缩结构(2)杆头的中心点的三维坐标数据。

2.如权利要求1所述的一种自动快速三维支模装置，其特征在于，控制模块用于根据三维扫描模块扫描的三维坐标数据，获取伸缩结构(2)的轴线与目标模型(1)的交点周边的有限个空间点的三维坐标及杆头的中心点的三维坐标；

用于根据有限个空间点的三维坐标建立一个平面或拟合一个曲面，计算杆头的中心点与所述平面或曲面的之间的轴向距离；

用于根据轴向距离控制伸缩结构(2)进行伸长，对目标模型(1)进行支撑。

3.如权利要求1所述的一种自动快速三维支模装置，其特征在于，所述原模型(4)与目标模型(1)的中心重合设置在目标模型(1)内

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种自动快速的三维支模装置的支模方法，其特征在于，包括以下步骤：

将目标模型(1)视为多个大小不同的筒状体拼接而成；

扫描目标模型(1)的外形形状，获取目标模型(1)外形的三维坐标数据；

根据三维坐标数据测算出目标模型(1)的一个几何中心，以目标模型(1)的几何中心为原点，对原模型(4)的多个封闭环进行布置；

通过支架将多个固定杆(3)和多个封闭环一一对应连接，沿原模型(4)的几何中心的竖直方向将多个固定杆(3)连接，相邻的封闭环连接；

将每个伸缩结构(2)的固定端固定在封闭环上，伸缩结构(2)的伸缩端穿过封闭环朝向目标模型(1)设置；

获取每个伸缩结构(2)的杆头中心点的三维坐标数据，根据目标模型(1)外形的三维坐标数据和每个伸缩结构(2)的杆头的三维坐标数据计算每个伸缩结构(2)的杆头距目标模型(1)的距离，根据所述距离控制每个对应的伸缩结构(2)伸长，直至伸缩结构(2)的伸缩端顶到目标模型(1)上，即完成自动支模过程。

5.如权利要求4所述的一种自动快速三维支模装置及支模方法，其特征在于，对原模型(4)的多个封闭环进行布置的步骤包括：

多个封闭环和目标模型(1)的多个筒状体一一对应，且每个目标模型(1)与原模型(4)之间的最大距离应小于原模型上固定的伸缩结构(2)的最大伸长量；

沿目标模型(1)的中心的竖直方向，将连接在每个封闭环上的固定杆(3)从下往上的依次通过人工或智能机械方式的组装成原模型(4)。

6.如权利要求4所述的一种自动快速三维支模装置及支模方法，其特征在于，还包括对伸缩结构(2)或者封闭环调整的方法，其包括以下步骤：

对伸缩结构(2)的杆头中心点进行扫描，获取伸缩结构(2)的杆头中心点的三维坐标；

根据伸缩结构(2)的杆头中心点的三维坐标与其对应的目标模型(1)的三维坐标点进行比较，当两个三维坐标点重合，则不需要调整当两个三维坐标点不重合，则更换封闭环或者更换伸缩结构(2)。

7.如权利要求4所述的一种自动快速三维支模装置及支模方法，其特征在于，根据目标模型(1)外形的三维坐标数据和每个伸缩结构(2)的杆头的三维坐标数据计算每个伸缩结构(2)的杆头距目标模型(1)的距离的步骤，包括：

获取伸缩结构(2)的轴线与目标模型(1)的交点，对目标模型(1)进行二次扫描，获取所述交点周边的有限个空间点的三维坐标数据；

利用所述有限个空间点的三维坐标数据建立一个平面或拟合一个曲面，计算每个伸缩结构(2)杆头中心点与上述平面或曲面的轴向距离轴向距离即为每个伸缩结构(2)需要伸长的距离。